2.3.1 干作业成孔

干作业成孔即不用泥浆或套管护壁措施而直接排出土成孔的方法。干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等。目前，干作业成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、机动洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种。其中，螺旋钻孔成孔和人工挖孔成孔是最常用的两种方法。

1．螺旋钻孔灌注桩

螺旋钻孔灌注桩的桩长有一定限制，一般不能穿过卵砾石层，这种桩属非挤土型干钻孔桩，不需要泥浆护壁，因此施工周期比水钻孔灌注桩要短，现场无泥浆污染，如南京地铁指挥中心工程使用了这种桩型。螺旋钻孔灌注桩采用螺旋钻机成孔，螺旋钻机利用动力带动螺旋钻杆旋转，使钻头上的叶片旋转向下切削土层，削下的土屑靠与土壁的摩擦力沿叶片上升排出孔外。在软塑土层含水量大时可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑黏土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，以便缓慢、均匀、平稳地钻进。螺旋钻机按照行走装置的不同可分为履带式和步履式两种。前者一般由W1001履带车、支架、导杆、鹅头架滑轮、电动机头、螺旋钻杆及出土筒组成。后者的行走度盘为步履式，由上底盘、下底盘、回转滚轮、行车滚轮、钢丝滑轮、回转轴、行车油缸和支架组成。螺旋钻机按照螺旋钻的长短可分为长螺旋钻孔机和短螺旋钻孔机两种。但施工工艺除长螺旋钻孔机为一次成孔，短螺旋钻孔机为分段多次成孔外，其他都相同。螺旋钻孔扩孔灌注桩的扩孔机具也有两种：一种是双管双螺旋扩孔机，可以自钻自扩一次成孔，属于无桩根扩孔桩；另一种是利用螺旋钻孔机成直孔，配扩孔器进行扩孔，属于有桩根扩孔桩。桩的工作特性为以端承力为主的端承摩擦桩，直桩部分在施工中的质量通病与螺旋钻孔灌注桩相同。

施工工艺流程：

场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。

施工注意事项：

（1）钻机定位后，应进行复检，钻头与桩位点偏差不得大于20mm，开孔时下钻速度应缓慢；在钻进过程中，不宜反转或提升钻杆。

（2）在钻进过程中，当遇到卡钻、钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。

（3）桩身混凝土的泵送压灌应连续进行，当钻机移位时，混凝土泵料斗内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，料斗内混凝土的高度不得低于400mm。

（4）混凝土输送泵管应保持水平，当长距离泵送时，泵管下面应垫实。

（5）在地下水位以下的砂土层钻进时，钻杆底部活门应有防止进水的措施，压灌混凝土应连续进行。

（6）压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.5m。

（7）成桩后，应及时清除钻杆及泵管内残留的混凝土。长时间停滞时，应采用清水将钻杆、泵管、混凝土泵清洗干净。

2．人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺，适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层，因其占施工用场地少、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等而广泛应用于桥梁桩基工程的施工中。

施工前准备工作：

施工前应按建设单位移交的场地标高做好测量记录，对场地邻近的建筑物、道路、低压电杆、地下管线、电缆等应同工程发包等有关单位进行详细检查，且将原有裂缝及特殊情况做好原始记录、甲乙双方确认。必要时还须邀请房屋管理鉴定单位对周围民房建筑物进行公证鉴定。当挖孔施工抽水可能危及安全时，应提出预防方案，得到公司及监理等有关单位审查同意后方能进行施工。挖孔施工前必须进行图纸会审和挖孔桩次序平面布置，认真研究工程地质钻探资料，设计四周排水、集水井及余土运输路线和施工方案。对于有流砂、涌水涌泥、存在有害气体及厚度大于1m的淤泥层和流塑质土等地基，设计采用人工挖孔桩时，应研究制订落实可靠的技术和安全措施后方可进行施工。施工前做好混凝土原材料及混凝土级配试验、强度试验。

作业条件：

（1）施工场地做好“三通一平”，现场四周设置排水沟、集水井，桩孔中抽出积水，经沉淀后排入下水道，施工现场的出土路线应畅通；

（2）桩基的轴线桩和水准基点桩设置完毕，并弹线标记在砖砌护圈上，经复核无误，并办理签证手续后，才能开挖桩身土方；

（3）挖桩前，要把桩中心位置向桩的四边引出四个桩心控制点，在混凝土墩上做好标记；

（4）全面检查施工准备，确保电机设备完好，符合安全使用标准，向现场施工操作人员进行详细的安全技术交底和安全教育，使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实；

（5）试挖桩，并校验机械设备和施工工艺及技术措施是否符合要求；

（6）劳动力组织安排和特殊工程组织安排。

施工工艺流程：

平整场地→测定桩位轴线、标高→放桩孔线→砖砌桩孔口护圈→砖护圈面抹水泥砂浆→桩位标高、轴心十字线引至砖护圈面并用红油漆标记→架设绞轮或电动葫芦→准备潜水泵、鼓风机、照明设备→边挖边抽水→桩孔轴线、直径、垂直度校核→每节护壁高度孔壁清理→支撑护壁模板、放置钢筋网→浇灌护壁混凝土→拆模下挖、浇筑以下各节混凝土护壁一直到持力层→由地勘单位鉴定桩底土质→放扩大头→人工修凿打锅形底→校核轴心线、孔径和垂直度并修整→清理孔内泥渣→排除孔底积水→制作、安放钢筋笼→放串筒→灌注桩孔混凝土至设计顶标高（承台底标高）。

（1）定位放线（钉木桩或龙门板）：从平面控制网、高程控制网引测到建筑物四角（红油漆标记）。依次把建筑物各轴线定位，检查须符合规范要求。

（2）砖砌桩孔护圈（砌至承高底标高），高度按设计要求（桩底有积水时，应采取水下混凝土浇筑法；淤泥浮渣端头部分另加超高0.5～1m，混凝土浇筑48h打掉端头沉渣浮泥。具体加高尺寸视桩底渗水积水情况定）并在砖面抹水泥浆，把十字轴心线引至砖面并用红油漆做好标记，经检核须符合规范。

（3）用人工、风镐或电动工具，由孔中间向周边开挖，用绞轮或电动葫芦提升泥渣倒至距孔口2m远；每桩孔上面应有防雨措施。

（4）每挖深1m，为一节混凝土护壁浇筑高度和每天开挖深度。

（5）校核并修整桩孔直径、轴心线和垂直度，须符合相关规范要求。

（6）按设计要求制作、安装护壁模板和护壁钢筋网（按设计要求）。

（7）浇筑护壁混凝土24h后脱模（每天只挖一节护壁；第二天拆模后再往下挖，混凝土宜加入早凝剂以提高早期强度）。上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。

（8）挖至3m深度，送风到桩孔底输送新鲜空气，把孔底土层释放出的有害气体稀释吹散，以保证孔底空气流通和作业人员的安全。

（9）桩孔挖深4～5m，孔底应设置低压安全照明灯。

（10）挖到设计高度，需经地勘单位现场确认持力层（须地勘单位现场确认签字，资料存入工程原始档案）；开挖扩底桩应先将扩底部位桩身的圆桩体挖好，再按扩底部位的尺寸、形状自上而下削土扩成设计图纸的要求；若无设计要求，扩底直径一般为1.5～3.0d，扩底部位的变径尺寸为1∶4。

（11）单孔挖好，全面校核桩孔轴心线、直径、垂直度、扩大头高度和扩大头底部尺寸、锅形底，并把每节护壁上部多余的混凝土修整至符合设计桩径要求。

（12）清理干净泥土余渣浮泥，抽干孔底积水和泥浆，如不能及时浇筑混凝土，须用砂浆或细石混凝土封底，以保护孔底土质不被水浸蚀。

（13）按设计要求制作钢筋笼（四周应焊有保护层耳环）按桩编号吊牌，用塔吊缓缓吊入桩孔按设计安装就位并对钢筋笼进行固定和校验。

（14）在钢筋笼中部放入混凝土串筒，串筒放至距桩孔底1m高处并开始浇筑混凝土，用长杆振动棒进行振捣；桩孔太深时，振捣工人须进入孔下进行振捣连续作业，直到单桩混凝土浇筑完毕。

（15）桩混凝土浇筑48h（视气温定），把桩顶端沉渣浮浆混凝土打尽至设计要求高度（承台底）。

（16）夏季施工时，应在混凝土浇筑完毕用湿谷草或麻布遮盖，待混凝土初凝后在遮盖物上淋水养护混凝土。